《电力电子技术》考试资料.docx

1、电力电子技术考试资料电力电子技术复习资料一填充题：1.电力电子器件是指可直接用于处理电能地主电路， 实现电能地 变换或控制地电子器件2. 电力电子技术就是使用电力电子器件对电能进行变换和控制地技术， 电力变换通常可分 为四大类，即 交流变直流、直流变交流、直流变直流 和交流变交流 b5E2RGbCAP3.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制地程度， 可以将电力电子器件分为以下三类： 半控型器件、 全控型器件 和 不可控型器件.plEanqFDPw4.晶闸管地导通条件是： 阳极加正向电压 和门极加正向电压.5.一个已导通地晶闸管，如果去掉门极电压，则此晶闸管将处于 导通状态.6.为了保证晶闸

2、管可靠而迅速地关断，通常在管子阳极电压下降为零之后，加一段时间地反向 电压.7.晶闸管最主要地特性参数是 电压定额和电流定额.8.在典型地全控型器件中， GTO和GTR是 电流 驱动型器件，而电力 MOSFE和 IGBT是电压驱动型器件.9.IGBT地开通和关断是由栅极和发射极之间地电压 uge决定地.当Uge为正且大于开启电压Uge（th）时，使得IGBT导通；当栅极和发射极之间施加反向电压或不加信号时，使得IGBT关断.10.在GTR、GTO、IGBT与MSOFET中，开关速度最快地是 MOSFET ，单管输出功率最大地是 GTO ，应用最为广泛地是 IGBT .DXDiTa9E3d11.

3、驱动电路地基本任务， 就是将信息电子电路传来地信号按照其控制目标地要求， 转换为加在电力电子器件 控制端和公共端 之间；同时还要提供控制电路与主电路之间地 电气隔离环节 .RTCrpUDGiT12.晶闸管对触发脉冲地要求是要有足够地驱动功率 、触发脉冲前沿要陡幅值要高和 触发脉冲要与晶闸管阳极电压同步13.多个晶闸管相并联时必须考虑 均流 地问题，解决地方法是 串专用均流电抗器 .14 .抑制过电压地方法之一是用 阻容电路 吸收可能产生过电压地能量， 并用电阻将其消耗.15.单相半控桥式可控整流电路，带阻感负载，晶闸管在 触发 时刻换流，二极管则在电源电压过零时刻换流.5PCzVD7HxA16

4、.在单相半波可控整流电路中， 晶闸管承受地最大电压为 2U2 ；最大直流输出电压平均值为0.45 U2; a移相范围为0n . jLBHrnAILg17.在单相全波可控整流电路中，晶闸管承受地最大电压为 2U2.18.单相全控桥反电动势负载电路中，当控制角 a大于不导电角S时，晶闸管地导通角 ？=n a 8 .19.三相半波可控整流电路中地三个晶闸管地触发脉冲相位按相序依次互差 120，当它带阻感负载时，控制角 a地移相范围为 090.xHAQX74J0X20.三相桥式全控整流电路对触发脉冲地要求是： 六个晶闸管地脉冲按 VT1VT6地顺序，相位依次差600;共阴极组和共阳极组地脉冲依次差 1

5、200;同一相地上下两个桥臂地脉冲相差 1800. LDAYtRyKfE21.三相桥式全控整流电路，带电阻性负载，当控制角 a = 600时，电流是连续地22.要使三相全控桥式整流电路正常工作，对晶闸管触发方法有两种，一是用 大于60o小于1200地宽脉冲 触发；二是用 脉冲前沿相差60O地双窄脉冲 触发.Zzz6ZB2Ltk23.三相桥式全控整流电路地输出电压一个周期脉动 6 次，且每次脉动地波形是一样地 .24.三相桥式可控整流电路中， 当控制角a =300时，则在对应地线电压波形上触发脉冲距波形原点为 900dvzfvkwMI125.将直流电能转换为交流电能，若将其馈送回交流电网地逆变电

6、路称为 有源 逆变电路；而将其供给负载逆变电路称为 无源 逆变电路.rqyn14ZNXI26.当负载为大电感负载，如不加续流二极管时，在电路中出现触发脉冲丢失时 单相桥式半控整流桥 与三相桥式半控整流桥 电路会出现失控现象.EmxvxOtOco27.造成逆变失败地原因有 逆变桥晶闸管或元件损坏 、 供电电源缺相 、逆变角太小和触发脉冲丢失或未按时到达 等几种.SixE2yXPq528.为了防止因逆变角3过小而造成逆变失败，一般 3 min应取 300350,以保证逆变时正常换相.6ewMyirQFL29.变频电路有 交-交变频电路和 交-直-交变频电路两种形式.30.整流电路要实现有源逆变必须

7、同时满足两个条件，其一为 要有直流电动势，其极性须和晶闸管地导通方向一致， 其值应大于变流电路直流侧地平均电压 ；其二为要求晶闸管地控制角 a n /2 . kavU42VRUs31.三相桥式全控变流器处于整流状态时，控制角 a V 900，当工作在逆变状态时，控制角 a 900.y6v3ALoS8932.在有源逆变电路中，当控制角 0VaVn /2时，电路工作在 整流 状态；n /2V a Vn时，电路工作在 逆变 状态.M2ub6vSTnP33.直流斩波电路按照输入电压与输出电压地高低变化来分类有 降压 斩波电路； 升压斩波电路； 升降压 斩波电路.34. 直流斩波电路在改变负载地直流电压

8、时， 常用地控制方式有 等频调宽控制 、等宽调 频控制、 脉宽与频率同时控制 三种.OYujCfmUCw35.升压斩波电路之所以能使输出电压高于电源电压，关键有两个原因：一是 L储能之后具有使电压泵升地作用 ，二是 电容C可将输出电压保持住 .eUts8ZQVRd36.只改变电压、电流或对电路地通断进行控制，而不改变频率地电路称为 交流电力控制电路；而改变频率地电路称为 变频 电路.37.在单相交流调压电路中，负载为电阻性时移相范围是 0 n,负载是阻感性时移相范围是0 n .38.单相交-交变频电路中，改变P组和N组变流器地 切换频率，就可以改变输出频率；改变变流电路工作时地控制角a，就可以

9、改变交流输出电压地幅值 .sQsAEJkW5T39.交-交变频电路在阻感负载地情况下， 变流电路工作在整流状态还是逆变状态， 则是根据输出电压方向与输出电流方向是否相同来确定地 若两者方向相同，则工作在 整流状态；若两者方向相反，则工作在 逆变状态 GMslasNXkA40在由两组反并联变流装置组成地直流电机地四象限运行系统中，两组变流装置分别工作在正组整流状态、逆变状态；反组 整流状态、逆变状态 TIrRGchYzg41.有源逆变指地是把 直流能量转变成 交流能量后送给 电网地装置42.三相交流调压星形联结电路， 任一相在导通时必须和另一相构成回路， 因此对触发脉冲地要求是：三相地触发脉冲应

10、依次相差 120 ;同一相地两个反并联晶闸管地触发脉冲应相差180 ；六个晶闸管地脉冲按 VT1VT6地顺序，相位依次差 60 0. 7EqZcWLZNX43.逆变电路根据直流侧电源性质不同可分为 电压型逆变电路和 电流型逆变电路.44.电压源型变频器采用 电容 来滤波，电流源型变频器采用 电感 来滤波.45.在电流型逆变器中，输出电压波形为 正弦波 ，输出电流波形为 方波.46在逆变电路中，电力电子器件地换流方式有以下四种： 器件换流、电网换流、负载换流和强迫换流.lzq7IGf02E47 .面积等效原理指地是， 冲量 相等而 形状 不同地窄脉冲加在具有惯性地环节上时，其效果基本相同.zvp

11、geqJIhk48.PWM波形采用调制法时，即把希望输出地波形作为 调制信号，把接受调制地信号作为载波.49.在PWM控制电路中， 载波频率与 调制信号 频率之比称为载波比.50. 在正弦波和三角波地自然交点时刻控制开关器件地通断， 这种生成SPWM波形地方法称为 自然采样法 ，实际应用中，采用 规则采样法 来代替上述方法，在计算量大大减少地情况下得到地效果接近真值 .NrpoJac3v1二选择题：1.按照电力电子器件能够被控制电路信号所控制地程度，以下 C 属于全控型器件.A.电力二极管 B. 晶闸管 C. 电力场效应晶体管 MOSFET2.若要使晶闸管关断，必须 A .A.给阳极施加反向电

12、压 B.给阳极施加正向电压 C.去掉正向门极电压3.已经导通了地晶闸管可被关断地条件是流过晶闸管地电流 A .A.减小至维持电流I H以下 B.减小至擎住电流I L以下C.减小至门极触发电流Ig以下4.如某晶闸管地正向阻断重复峰值电压为 745V，反向重复峰值电压为 825V，则该晶闸管地额定电压应为 B .1nowfTG4KIA.700V B.750V C.800V5.晶闸管两端并联一个 RC电路地作用是 B .A.分流 B.过电压保护 C.过电流保护fjnFLDa5Zo6.整流电路是电力电子电路中出现最早地一种，它是将 B .A.直流电变为交流电 B.交流电变为直流电 C.直流电变为直流电

13、7.逆变电路地应用非常广泛，它是将 A .A.直流电变为交流电 B.交流电变为直流电 C.直流电变为直流电8.单相半控桥整流电路地两只晶闸管地触发脉冲依次应相差 C .A. 60 B. 120 C. 180 tfnNhnE6e59.在单相半波可控整流电路中，晶闸管承受地最大电压为 A .A. V2U 2 b.J6u 2 c. 272u 210.单相半控桥式阻感负载整流电路中，在负载两端并联一个续流二极管地目地是 CA.增加晶闸管地导电能力 B.增加输出电压稳定性C.防止失控现象地产生11.在单相全控桥式整流电路中，晶闸管承受地最大电压为 A .A. V2U 2 B. J6u 2 C. 2/2U

14、 212.单相半控桥电感性负载整流电路中，在负载两端并联一个续流二极管地目地是 C .A.增加晶闸管地导电能力 B.增加输出电压稳定性 C.防止失控现象地产生13.单相全波可控整流电路带电阻负载时，控制角 a地移相范围为 C .A.0 W a W 120 B. 0 W a W 150 C. 0 W a W 18014.单相桥式可控整流电路带阻感负载时，控制角 a地移相范围为A.A.0 W a W 90o B. 0 W a W 150o C. 0 W a W 180o15.三相桥式全控整流电路地整流输出电压 Ud在一个周期内脉动 C,但每次脉动地波形都一样.A.3次 B.4 次 C.6 次16.

15、三相半波可控整流电路，电阻性负载，当控制角 a为B 时，整流输出电压与电流波形断续地.A. 0ov aW 30B. 30o v aW 150c. 60ov aV 180oHbmVN777sL17.三相半波可控整流电路地自然换相点是 B .A.交流相电压地过零点B.本相相电压与相邻相电压正、负半周地交点处C.比三相不控整流电路地自然换相点超前 3018.三相桥式全控整流电路，为了确保电路正常工作，不应采用 B .A.双脉冲触发 B. 窄脉冲触发 C. 宽脉冲触发19.三相桥式全控整流电路，大电感负载，当 a= C时整流平均电压 Ud=0.A. 30o B. 60o C. 90o V7l4jRB8

16、Hs20.三相桥式全控整流电路，电阻性负载，当控制角 a为B 时，整流输出电压与电流波形断续地A. 0V a 詬0B. 60o v aW20C. 60v aV 180O83lcPA59W921.三相桥式全控整流电路，电阻性负载，当控制角 a为A 时，整流输出电压与电流波形连续地A. 0V a 耄0 B. 60 0 V aW20 C. 60 V aV 180 mZkklkzaaP22.下列电路能实现有源逆变地是 AA.全控电路 B. 半控桥电路C.有续流二极管地电路23.KC04型集成触发电路地引脚 1和15输出地触发脉冲是两个相位互差 C.A.90 0 B.120 0 C.180 AVktR4

17、3bpw24.C 是将直流电变为另一固定电压或可调电压地直流电A.整流电路 B. 逆变电路 C. 直流斩波电路25.降压斩波电路中，已知电源电压 Ud=20V,负载电压U0=15V,斩波周期T=4ms,则开通时间Ton=B. ORjBnOwcEdA. 2msB. 3ms C. 4ms26.降压斩波电路中，已知电源电压 Ud=16V,负载电压Ub=12V,斩波周期T=4ms,则开通时间Ton= B . 2MiJTy0dTTA. 2msB. 3ms C. 4msC.四极性 WwghWvVhPE35. SPWM逆变器有两种调制方式，即双极性和 A.A.单极性 B.三极性36.若减小SPWM逆变器输出

18、电压基波幅值，可采用地控制方法是 A .A.减小三角波频率 B.减小三角波幅度 C.减小输入正弦控制电压幅值37.功率晶体管GTR从高电压小电流向低电压大电流跃变地现象称为 B .A. 一次击穿 B.二次击穿 C.临界饱和38.在大电感负载三相全控桥式整流电路中，当 a =90时，整流电路地输出电压是 B .A. U 2 B. 0 C. 1.414U 2asfpsfpi4k39.整流变压器漏抗对电路地影响有 A .A.整流装置地功率因数降低 B.输出电压地脉动减小C.电路变化缓和40.三相全控桥式整流电路带电阻负载， 当触发角a =0o时，输出地负载电压平均值为 CA. 0.9U 2 B. 1

19、.17U2 C. 2.34U 2ooeyYZTjj1三简答题：1.晶闸管两端并联 R、C吸收回路地主要作用有哪些？其中电阻 R地作用是什么？答：R、C回路地作用是：吸收晶闸管瞬间过电压，限制电流上升率，动态均压作用 .R地作用为：使L、C形成阻尼振荡，不会产生振荡过电压，减小晶闸管地开通电 流上升率，降低开通损耗.2.晶闸管触发地触发脉冲要满足哪几项基本要求？答：A.触发信号应有足够地功率.B.触发脉冲应有一定地宽度，脉冲前沿尽可能陡，使元件在触发导通后，阳极电流能迅速上升超过掣住电流而维持导通 .BkeGulnkxlC.触发脉冲必须与晶闸管地阳极电压同步，脉冲移相范围必须满足电路要求 .3.

20、什么是有源逆变？有源逆变地条件是什么？有源逆变有何作用？答：如果将逆变电路交流侧接到交流电网上，把直流电逆变成同频率地交流电，反送到电网上去称为有源逆变.有源逆变地条件：(1)一定要有直流电动势，其极性必须与晶闸管地导通方向一致，其值应稍大于变流器直流侧地平均电压； PgdO0sRIMo(2) 变流器必须工作在 地区域内使 Ud0.2有源逆变地作用：它可用于直流电机地可逆调速， 绕线型异步电动机地串级调速， 高压电流输电太阳能发电等方面.4.什么是逆变失败？逆变失败后有什么后果？形成地原因是什么？答：逆变失败指地是：逆变过程中因某种原因使换流 失败，该关断地器件末关断，该导通地器件末导通从而使

21、逆变桥进入整流状态，造成两电源顺向联接，形成短路 逆变失败后果是严重地，会在逆变桥与逆变电源之间产生强大地环流， 损坏开关器件.3cdXwckm15产生逆变失败地原因：一是逆变角太小；二是出现触发脉冲丢失；三是主电路器件 损坏；四是电源缺相等5.画出单相交-交变频电路地原理图，并说明其基本工作原理答：单相交-交变频电路地原理图： P121图4-18负下正.如果控制角地大小不变，则输出电压波形为矩形波，如果让控制角按 90 0逐渐减小，然后再从0。90逐渐增大.那么P组变流器输出电压地平均值按正弦规律变化,从零增大到最大，然后从最大减小到零； N组变流器用上述同样地控制方法，就可以得到接近正弦波

22、地输出电压改变两组变流器地切换频率， 就可以改变输出电压地频率 改变变流器工作时地控制角 a，就可以改变交流输出电压地幅值 .h8c52WOngM6.三相交-交变频电路有哪两种接线方式？它们有什么区别？答：第一种：公共交流母线方法 它由三组彼此独立地，输出电压相位相互错开 120地单相交-交变频电路组成，他们地电源进线通过进线电抗器接在公共地交流母线上 因为电源进线端公用，所以三相单相变频电路地输出端必须隔离 为此，交流电动机地三个绕组必须拆开，同时引出六根线.v4bdyGious第二种：输出星形连接方式.由三组彼此独立地，输出电位相互错开120地单相交一交 变频电路组成，共电源进线通过线电抗

23、器接在公共地交流母线上 .三相交-交变频电路地输出端星形联结，电动机地三个绕组也是星形联结， 电动机中点和变频器中点接在一起， 电动机只引三根线即可.因为三组单相变频器连接在一起，其电源进线就必须隔离，所以三组单 相变频器分别用三个变压器供电 .J0bm4qMpJ97.在逆变电路中，换流方式有哪几种？各有什么特点？答：换流方式有4种：器件换流：利用全控器件地自关断能力进行换流 .全控型器件采用此换流方式电网换流：由电网提供换流电压，只要把负地电网电压加在欲换流地器件上即可 负载换流：由负载提供换流电压，当负载为电容性负载即负载电流超前于负载电压时, 可实现负载换流.强迫换流：设置附加换流电路，

24、给欲关断地晶闸管强迫施加反向电压换流称为强迫换流通常是利用附加电容上地能量实现，也称电容换流 .XVauA9grYP晶闸管电路不能采用器件换流， 根据电路形式地不同采用电网换流、 负载换流和强迫换流3种方式.8.什么是电压型逆变电路？什么是电流型逆变电路？二者各有何特点？答：按照逆变电路直流测电源性质分类，直流侧是电压源地称为逆变电路称为电压型逆变电路，直流侧是电流源地逆变电路称为电流型逆变电路 bR9C6TJscw电压型逆变电路地主要特点是：1直流侧为电压源，或并联有大电容，相当于电压源 .直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗.2由于直流电压源地钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，并且

25、与负载阻抗角无关而交流侧输出电流波形和相位因负载阻抗情况地不同而不同 .pN9LBDdtrd3当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电容起缓冲无功能量地作用 .为了给交流侧向直流侧反馈地无功能量提供通道，逆变桥各臂都并联了反馈二极管.DJ8T7nHuGT电流型逆变电路地主要特点是：1直流侧串联有大电感，相当于电流源 .直流侧电流基本无脉动，直流回路呈现高阻抗2电路中开关器件地作用仅是改变直流电流地流通路径，因此交流侧输出电流为矩形波，并且与负载阻抗角无关.而交流侧输出电压波形和相位则因负载阻抗情况地不同 而不同.QF81D7bvUA3当交流侧为阻感负载时需要提供无功功率，直流侧电感起缓冲

26、无功能量地作用 .因为反馈无功能量时直流电流并不反向， 因此不必像电压型逆变电路那样要给开关器件反并联二极管.4B7a9QFw9h9.画出降压载波电路地原理图，并说明其工作原理答：降压载波电路地原理图： P101图3-1a.工作原理：在一个控制周期中，让 V导通一段时间ton，由电源E向L、R、M供电，在此期间，u= E.然后使V关断一段时间 切,此时电感L通过二极管VD向R和M供电, uo= 0. 一个周期内地平均电压 Uo= 址 E.输出电压小于电源电压，起到降压地作ton toff用.ix6iFA8xoX10.试说明PWM控制地基本原理.答： PWM控制就是对脉冲地宽度进行调制地技术 .

27、即通过对一系列脉冲地宽度进行调制，来等效地获得所需要波形（含形状和幅值） .wt6qbkCyDE在采样控制理论中有一条重要地结论： 冲量相等而形状不同地窄脉冲加在具有惯性地环节上时，其效果基本相同，冲量即窄脉冲地面积 效果基本相同是指环节地输出响应波形基本相同上述原理称为面积等效原理 Kp5zH46zRk以正弦PWM控制为例把正弦半波分成 N等份，就可把其看成是 N个彼此相连地脉冲列所组成地波形这些脉冲宽度相等，都等于 n /N,但幅值不等且脉冲顶部不是水平直线而是曲线，各脉冲幅值按正弦规律变化如果把上述脉冲列利用相同数量地等幅而不等宽地矩 形脉冲代替，使矩形脉冲地中点和相应正弦波部分地中点重

28、合，且使矩形脉冲和相应地正 弦波部分面积（冲量）相等，就得到 PWM波形各PWM脉冲地幅值相等而宽度是按正弦 规律变化地根据面积等效原理，PWM波形和正弦半波是等效地对于正弦波地负半周，也 可以用同样地方法得到 PWM波形可见，所得到地 PWM波形和期望得到地正弦波等效.YI4HdOAA6111什么是SPWM波形地规则化采样法？和自然采样法比规则采样法有什么优点？答：规则采样法是一种在采用微机实现时实用地 PWM波形生成方法.规则采样法是在自然采样法地基础上得出地.规则采样法地基本思路是：取三角波载波两个正峰值之间为一个采 样周期.使每个PWM脉冲地中点和三角波一周期地中点（即负峰点）重合，在

29、三角波地负 峰时刻对正弦信号波采样而得到正弦波地值， 用幅值与该正弦波值相等地一条水平直线近似代替正弦信号波，用该直线与三角波载波地交点代替正弦波与载波地交点， 即可得出控制功率开关器件通断地时刻ch4PJx4BII比起自然采样法，规则采样法地计算非常简单， 计算量大大减少，而效果接近自然采样法，得到地SPWM波形仍然很接近正弦波， 克服了自然采样法难以在实时控制中在线计算，在工程中实际应用不多地缺点 .qd3YfhxCzo四计算题：1.某电阻性负载，Rd=50Q ,要求Ud在0600V可调，试用单相半波和单相全控桥两种整 流电路来供给，分别计算： （1）晶闸管额定电压、电流值； （2）负载电

30、阻上消耗地最大功率.E836L11DO5取2倍安全裕量，晶闸管地额定电压、额定电流分别为 4000V和30A.负载电阻上最大功率： PR = |T2R =17.7kW取2倍安全裕量，晶闸管地额定电压、额定电流分别为 4OOOV和20A.负载电阻上最大功率： PR = I 2R =8.9kW2.单相半波整流电路带阻感负载， 交流电源电压U2=22OV,要求负载输出电压平均值为 45V.线圈L地电阻为4Q，电感为0.2H.试决定晶闸管地导通角 3，流过晶闸管与续流二极管电流地平均值与有效值.S42ehLvE3M解：见上课时地解答.3.整流变压器二次侧中间抽头地双半波相控整流电路如图所示(1)说明整

31、流变压器有无直流磁化问题 ？ 已知U2=220V试分别计算电阻性负载和大电感负载在 a =60时地输出电压 Ud.解：(1)因为在一个周期内变压器磁通增量为零，所以没有直流磁化(2)计算电阻性负载和大电感负载在 a =60时地输出电压 Ud:1 cos： 0.9 220 (1 cos60)电阻性负载： Ud =0.9U2 148.5V2 2感性负载： Ud =0.9U2cos： =99V4.单相桥式全控整流电路， U2= 100V,负载中R= 2Q , L值极大，当a = 30时，要求:(1)求整流输出平均电压 Uc、电流Id，变压器二次电流有效值 12 ;(2)考虑2倍安全裕量，确定晶闸管地额定电压和额定